MXPA01007450A

MXPA01007450A - Mejoras en o relacionadas a las composiciones de revestimiento en polvo.

Info

Publication number: MXPA01007450A
Application number: MXPA01007450A
Authority: MX
Inventors: Frank Barnett Richardson
Original assignee: Swan Thomas & Co Ltd
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2002-06-04
Also published as: AU3066800A; GB9901485D0; ES2211501T3; WO2000043458A1; EP1147154A1; DK1147154T3; NO20013578L; US6624259B1; KR20010101600A; PL349039A1; IL144475A0; CZ20012419A3; DE60007511T2; NO20013578D0; KR100669039B1; BR0007570A; TR200102088T2; EP1147154B1; DE60007511D1; ZA200105328B

Abstract

Una composicion de revestimiento en polvo que comprende una resina termofraguable que contiene dos componentes; el primer componente incluye un material reactivo a acido que comprende un compuesto poliepoxido o beta-hidroxilamida; el segundo componente es una resina terminada con acido que hace reaccion con el primer componente; un agente de curacion, que incluye un acido policarboxilico que tiene una funcionalidad de al menos 3 y una fuente de nitrogeno terciario, esta presente para que haga reaccion con el exceso del primer componente con el que se cura la resina termofraguable; la composicion da como resultado peliculas de revestimiento que tienen una excelente apariencia y un brillo reducido que puede ajustarse al variar los porcentajes de los componentes.

Description

MEJORAS EN O RELACIONADAS A LAS COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO EN POLVO MEMORIA DESCRIPTIVA Esta invención se refiere a composiciones de revestimiento en polvo y más en particular se refiere a las composiciones que dan surgimiento a la formación de revestimientos mate o revestimientos semi-brillosos. Son bien conocidas las composiciones de revestimiento en polvo comprenden una resina termofraguable y un agente de curación para estas.

Durante el uso, las composiciones en polvo se aplican a la superficie que se va ha revestir mediante, por ejemplo, inmersión del artículo en un lecho fluidizado de la composición o mediante aspersión de la composición, de preferencia electrotásticamente, sobre la superficie del artículo. Después el revestimiento aplicado se cura térmicamente, por ejemplo en un horno, a una temperatura de, por ejemplo, de 150 a 210°C, para fundir y entrelazar la composición para formar un revestimiento homogéneo suave sobre el artículo. Se sabe que para aplicar los revestimientos de esta forma los artículos necesitan ser resistentes a la intemperie y a otras condiciones ambientales externas. Ejemplos de dichos artículos son puertas de aluminio y marcos de ventanas, cortadoras de césped, y acabados externos para automóviles. Los revestimientos resistentes ambientalmente de este tipo son bien conocidos y pueden basarse en composiciones de revestimiento en polvo que incluyen una resina termofraguable compuesta de dos componentes. Normalmente, estos compuestos son una resina terminada con ácido y un matepal reactivo a ácido. La resina terminada con ácido puede ser un poliéster por ejemplo una resina de poliéster basada en una mezcla de glicoles esterificados con un diácido tal como el ácido adípico, terminado con un ácido trifuncional tal como un anhídrido trimelítico. El material reactivo ácido puede ser un poliepóxido, tal como un isocianurato triglicidilo o un ß-hidroxilamida. Ejemplos de dichas resinas termofraguables son un compuesto poliepóxido o resina curada con una resina terminada con ácido, una ß-hidroxilamida entrelazada con una resina terminada con ácido, o una resina terminada con hidroxilo curada con un isocionato bloqueado o una resina de metilol eterificada. Hasta ahora, dichos componentes de resina termofraguable, han sido completamente reactivados en conjuntos, de acuerdo a la estequiometría, para formar revestimientos por completo brillosos. Normalmente, los porcentajes van desde 90-96% de poliéster a 10-4% del material reactivo a ácido, dependiendo del valor del ácido del poliéster y del peso equivalente del material reactivo a ácido. Existe una necesidad para las composiciones de revestimiento en polvo que van a proporcionar revestimientos durables exteriores que exhiben un brillo uniforme moderado en la escala de 10 a 40% en un ángulo de 60°. De manera conveniente, se sabe que para producir revestimientos mates a partir de composiciones de revestimiento con base en solvente mediante la incorporación, en la composición, los rellenadores sólidos finamente divididos tienen un tamaño de partícula medio pequeño. Sin embargo, es difícil incorporar dichos rellenadores, en las cantidades requeridas para producir composiciones de revestimiento en polvo mates eficaces. Además, la incorporación de dichos rellenadores pueden dar como resultado una pérdida en el rendimiento del revestimiento curado, por ejemplo, en términos de su resistencia al impacto. También, pueden dar como resultado características de flujo deficientes de las composiciones fundidas. De manera alternativa, los revestimientos mates durables exteriores pueden producirse mediante composiciones de revestimiento en polvo mezcladas en seco que tienen diferente reactividad. Sin embargo, este procedimiento no es por completo satisfactorio durante la práctica debido a las inconsistencias de fabricación y la variación del brillo como consecuencia de la separación de las composiciones mezcladas en seco. Es un objeto de la presente invención proveer una composición de revestimiento en polvo que, después de ser curada, dará como resultado una película de revestimiento que tiene una excelente apariencia y un brillo reducido que puede ajustarse dependiendo del propósito de uso del revestimiento variando los porcentajes de los componentes. Es otro objetivo de la presente invención proveer una composición de revestimiento en polvo que permita la producción de revestimientos homogéneos que no contengan cantidades excesivas de rellenador.

Estos objetos se superan utilizando un exceso de material reactivo a ácido y haciendo reaccionar el exceso con un agente de curación, para la resina termofraguable, que comprende un ácido policarboxílico, que tiene una funcionalidad de al menos 3 y una fuente de nitrógeno terciario. Por consiguiente la presente invención provee una composición de revestimiento en polvo que comprende una resina termofraguable formada a partir de: (i) un primer componente que incluye un material reactivo a ácido que comprende un compuesto poliepóxido o ß-hidroxilamida, y (ii) un segundo componente que comprende una resina terminada con ácido para que haga reacción con el primer componente, la composición incluye además (iii) un agente de curación para hacer reaccionar con un exceso de dicho primer componente para curar la resina termofraguable, dicho agente de curación incluye un ácido policarboxílico que tiene una funcionalidad de al menos 3 y una fuente de nitrógeno terciario. El ácido policarboxílico puede ser un compuesto simple o una mezcla de dichos compuestos. En forma similar, la fuente de nitrógeno terciario puede estar constituida por un compuesto simple o por una mezcla de dos o más compuestos de nitrógeno terciario. Por un lado, el ácido policarboxílico y por el otro la fuente de nitrógeno terciario son entidades por separados.

La fuente de nitrógeno terciario puede ser una amina terciaria o un compuesto de amonio cuaternario. Las aminas terciarias se definen en la presente como compuestos que incluyen un átomo de nitrógeno enlazado covalentemente a tres átomos de carbono. Ejemplos típicos de fuentes de nitrógeno terciario adecuadas son bromuro de cetil trimetil amonio; bromuro de estearil trimetil amonio; distearil metilamina; bromuro de distearil dimetil amonio; lauril amidopropil dimetilamina y mezclas de dos o más de los mismos. De preferencia el compuesto de amonio cuaternario o amina terciaria tiene un punto de fusión de >40°C. Ejemplos típicos de ácidos policarboxílicos adecuados son ácido trimelítico; ácido piromelítico; ácido etilendiamintetracético; ácido tricarbalílico; ácido nitrilotriacético, ácido nitrilodiacetico monopropiónico, ácido butanetetracarboxílico, ácido ciclopentanetetracarboxílico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido trimésico, ácido dietilentriaminopentacético y mezclas de dos o más de los mismos. Las proporciones relativas de la fuente de nitrógeno terciario y el ácido policarboxílico presentes en el agente de curación pueden variar si se desea. Normalmente, el agente de curación comprende una mezcla de 2.5 a 30% p/p de una fuente de nitrógeno terciario y de 70 a 97.5% p/p de ácido policarboxílico. El agente de curación puede ser mezclado con la resina termofraguable, y otros aditivos tales como rellenadores y pigmentos, en un extrusor con un producto extruído que se transforma en un polvo por, por ejemplo, molienda. La composición de revestimiento en polvo resultante puede entonces revestirse sobre un artículo, por ejemplo mediante aspersión electrostática, y curarse térmicamente para proporcionar un revestimiento resistente al agua durable y firme sobre el artículo. La temperatura de curación puede estar en la escala de, por ejemplo, alrededor de 170 a 220°C y 5 de preferencia en el orden de aproximadamente 180 a 200°C. El revestimiento es atractivo y suave generalmente con poco brillo cuando se cura térmicamente. Para hacer mate el revestimiento de acuerdo con la invención, el porcentaje de los componentes varía dependiendo de la estequiometría para 10 liberar poliepóxidos o ß-hidroxilamida para reacción con el agente de curación. La cantidad por la cual el porcentaje varía depende del porcentaje en el que los compuestos se utilizarán en el orden para obtener un revestimiento completamente brilloso. En el caso donde, por ejemplo, se podría utilizar un porcentaje de isocianurato triglicidilo/poliéster de 93/7 para obtener un 15 revestimiento completamente brilloso, dependiendo del brillo requerido, la variación del porcentaje que se encuentra entre 90/10 y 80/20, puede ser apropiada. El agente de curación normalmente podría añadirse en 50-150 partes por cien partes de isocianurato triglicidilo no reactivo. El nivel de brillo del revestimiento puede variar dependiendo de 20 la naturaleza y las cantidades de los ingredientes que forman la composición de revestimiento. Un brillo moderado se obtiene mediante el uso de niveles bajos de resina terminada con ácido, esta manera se incrementa la cantidad de material reactivo a ácido disponible para hacer reacción con el agente de ^ rt? rf? léfo«ar^^ curación. Se obtiene un porcentaje de brillo más elevado utilizando un nivel alto de resina terminada con ácido, de esta forma se reduce la cantidad de material reactivo a ácido disponible para hacer reacción con el agente de curación. Particularmente los poliepóxidos adecuados son isocianurato triglicidilo o un éster glicidilo tal como el éster diglicidilo del ácido tereftálico y/o el éster triglicidilo del ácido trimelítico. Ejemplos específicos de esteres glicidilos adecuados son aquellos comercialmente disponibles bajo las designaciones de Araldite PT810 y PT910. Los siguientes ejemplos ilustran la invención.

EJEMPLO 1 Se elaboró un agente de curación mezclando 20 partes en peso de bromuro de distearil dimetil amonio y 80 partes en peso de ácido nitrilotriacético. Los ingredientes individuales se molieron antes de mezclarse en un tamaño de partícula máximo de 75 µm.

EJEMPLO 2 Se elaboró un agente de curación mezclando 12.5 partes en peso de bromuro de cetil trimetil amonio y 87.5 partes en peso de ácido nitrilotriacético. Los ingredientes individuales se molieron antes de mezclarse en un tamaño de partícula máximo de 75 µm.

EJEMPLO 3 Se elaboró un agente de curación mezclando 5 partes en peso de bromuro de estearil trimetil amonio y 5 partes en peso de bromuro de cetil trimetil amonio y 90 partes en peso de ácido nitrilotriacético. Los ingredientes individuales se molieron antes de mezclarse en un tamaño de partícula máximo de 75 µm.

EJEMPLO 4 Se elaboró un agente de curación mezclando 10 partes en peso de bromuro de cetil trimetil amonio, 45 partes en peso de ácido nitrilotriacético y 45 partes en peso de ácido etilendiaminotetracético. Los ingredientes individuales se trituraron antes de mezclarse en un tamaño de partícula máximo de 75 µm.

EJEMPLO 5 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 87.5 partes en peso de pigmento de dióxido de titanio (Tioxide RTC4); 28.3 partes en peso de poliepóxido Araldite PT810; 113 partes en peso de poliéster Crylcoat 2532; 18.8 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 1 ; 0.5 partes en peso benzoina como agente desgasificante y 2.3 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado fue combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrió, y se convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó en un tamaño de partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). Araldite PT810 es un isocianurato triglicidilo comercial de Ciba-Geigy proveniente de ácido ¡socianuríco y epiclorhidrina y que tienen un peso equivalente de epoxi de 99 (teóricamente); Crylcoat 2532 es un ácido de poliéster terminado con ácido que tiene un valor de ácido de 20 (mg KOH/g) y está disponible de UCB, Bélgica; y BYK 360P es un agente de control de flujo acrílico suministrado por BYK-Chemie, Alemania.

EJEMPLO 6 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 87.5 partes en peso de Tioxide RTC4; 22.1 partes en peso de Araldite PT810; 125.2 partes en peso de Uralac 5201 ; 12.5 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 2; 0.5 partes en peso de benzoina y 2.3 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado es combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrío, se 5 convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó a un tamaño de partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 10 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). Uralac 5201 es un poliéster terminado con ácido que tiene un valor de ácido de 33 a 38 (mg KOH/g) obtenible de DSM Resins, Holanda.

EJEMPLO 7 15 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 87.5 partes en peso de Tioxide RTC4; 22.1 partes en peso de Araldite PT810; 125.3 partes en peso de Crylcoat 2532; 12.5 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 3; 0.5 partes en peso de benzoina y 2.3 20 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado es combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrío, se convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó a un tamaño de partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de ^^^?m?u ^j^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). 5 EJEMPLO 8 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 35 partes en peso de Tioxide RTC4; 22 partes en peso de Araldite 10 PT810; 125.3 partes en peso de Uralac 5201 ; 12.5 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 4; 0.5 partes en peso de benzoina y 2.3 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado es combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrío, se convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó a un tamaño de 15 partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). 20 Se determinó el brillo especular en un ángulo de 60° y 85°; impacto contrario a ASTM D2794 y grado de tonalidad amarilla (Db) referente a un revestimiento en polvo de poliéster/TGIC con brillo completo no se ^l^ -i-f-j --T-- - t - . . . . . . . - .^ . , . . . „> modificado para cada uno de los paneles de prueba revestidos obtenidos en el ejemplo 5 a 8. Los resultados obtenidos se muestran en el siguiente cuadro.

EJEMPLO 9 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 87.5 partes en peso de Tioxide RTC4; 22.1 partes en peso de Araldite PT910; 125.3 partes en peso de Crylcoat 803; 12.3 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 2); 0.5 partes en peso de benzoina y 2.3 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado es combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrío, se convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó a un tamaño de partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). Araldite PT910 es un éster glicidilo comercial proveniente de CIBA-Geigy y basado en una mezcla de esteres glicidilos de ácido tereftálico y anhídrido trimelítico. Este tiene un peso equivalente de epoxi de aproximadamente 150. Crylcoat 803 es una resina de poliéster terminada con ácido, valor medio de ácido 25 de UCB Resins, Bélgica.

EJEMPLO 10 Se elaboró una composición de revestimiento en polvo mezclando 87.5 partes en peso de Tioxide RTC4; 111.7 partes en peso de Kukdo ST4000D; 35.6 partes en peso de Uralac 5201 ; 12.5 partes en peso de un agente de curación del ejemplo 2); 0.5 partes en peso de benzoina y 2.3 partes en peso de BYK 360P. Este polvo mezclado es combinado por fusión utilizando un extrusor Prism TSE16 y el material extruído se enfrío, se convirtió a hojuelas y se molió. El polvo molido se tamizó a un tamaño de partícula máximo de 100 µm y la aspersión aplicada a paneles de prueba de acero suave brillante utilizando una pistola aspersora electroestática ajustada a 50-70 KV. Los paneles de prueba revestidos se curaron en un horno de caja eléctrico de laboratorio con circulación por ventilador durante 15 minutos a 190°C (tiempo medido a temperatura del metal). Kukdo ST4000D es una resina epóxica basada en un bisfenol A hidrogenado, con un peso equivalente de epoxi medio de 700, disponible de Kukdo Chemical Industry Co., Corea.

CUADRO

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN
REIVINDICACIONES 5 1.-Una composición de revestimiento en polvo que comprende una resina termofraguable formada a partir de: (i) un primer componente que incluye un material reactivo a ácido que comprende un compuesto poliepóxido o ß-hidroxilamida, y (ii) un segundo componente que comprende una resina terminada con ácido para que haga reacción con el primer componente, la 0 composición incluye además (iii) un agente de curación para hacer reaccionar con un exceso de dicho primer componente para curar la resina termofraguable, dicho agente de curación incluye un ácido policarboxílico que tiene una funcionalidad de al menos 3 y una fuente de nitrógeno terciario. 2.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad 5 con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el ácido policarboxílico es un compuesto simple.
3.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el ácido policarboxílico es una mezcla de dichos ácidos. 0
4.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 0 3, caracterizada además porque la fuente de nitrógeno terciario está constituida con un compuesto simple. ÉÉtagS^^^^^^s
5.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 ó 3, caracterizada además porque la fuente de nitrógeno terciario está constituida por una mezcla de dos o más compuestos de nitrógeno terciario.
6.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la fuente de nitrógeno terciario es una amina terciaria.
7.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además porque la fuente de nitrógeno terciario es un compuesto de amonio cuaternario.
8.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además porque la fuente de nitrógeno terciario es bromuro de cetil trimetil amonio; bromuro de estearil trimetil amonio; distearil metilamina; bromuro de distearil dimetil amonio; lauril amidopropil dimetilamina y mezclas de dos o más de los mismos.
9.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además porque la fuente de nitrógeno terciario es un compuesto de amonio cuaternario o una amina terciaria que tiene un punto de fusión de >40°C.
10.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el ácido policarboxílico es ácido trimelítico; ácido piromelítico; ácido *^^ etilendiamintetracétíco; ácido tricarbalílico; ácido nitrilotriacético, ácido nitrilodiacetico monopropiónico, ácido butanetetracarboxílico, ácido ciclopentanetetracarboxílico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido trimésico, ácido dietilentriaminopentacético y mezclas de dos o más de los mismos.
11.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el agente de curación comprende una mezcla de 2.5 a 30% p/p de fuente de nitrógeno terciario y de 70 a 97.5% p/p de ácido policarboxílico.
12.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el poliepóxido es isocianurato triglicidilo.
13.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 , caracterizada además porque el poliepóxido es el éster diglicidilo del ácido tereftálico.
14.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 , caracterizada además porque el poliepóxido es el éster triglicidilo del ácido trimelítico.
15.- La composición de revestimiento en polvo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque la resina terminada con ácido es un poliéster. ' -»"--«'*""*